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Plataforma interativa e integradora para gestão do risco de inundação costeira
Apresenta-se uma plataforma WebSIG para suporte à gestão do risco de inundação, aplicável do rio até ao oceano, incluindo a dimensão urbana. Permitindo o acesso diferenciado e produtos customizados para vários utilizadores, esta plataforma oferece um acesso central a toda a informação útil para a gestão da inundação, quer para o planeamento, quer para situações de emergência. Baseia-se no acoplamento de vários modelos que simulam todos os processos geradores de inundação: marés, sobrelevação de origem meteorológica, agitação marítima, escoamento fluvial, drenagem urbana e eventos de precipitação. Quando a interação entre processos é fundamental, o acoplamento é efetuado através da modelação integrada dos mesmos (para ter em conta p.ex. a interação entre a agitação marítima e as correntes). Este sistema de modelação está integrado na plataforma de previsão em tempo real do LNEC (WIFF - Water Information Forecast Framework) que produz diária e automaticamente previsões a 48 horas da inundação no caso de estudo escolhido. Estas previsões são depois disponibilizadas numa plataforma WebSIG, através de um conjunto de produtos customizados às necessidades do utilizador, como boletins de alerta, mapas de previsão da circulação e de inundação e séries temporais de grandezas em pontos pré-selecionados (sensores virtuais). Oferece ainda serviços de comparação automática com dados em tempo real e sistemas de alerta. Ilustra-se a valia desta plataforma numa aplicação à gestão da inundação no estuário do Tejo, com destaque para os alertas customizados ao interesse da Proteção Civil, desde a escala oceânica até à região estuarina de interesse
Year: 2018
Number Pages:
31-42pp.
Author(s): Oliveira, A.; Fortunato, A. B.; Freire, P.; Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Rodrigues, M.; David, L.; Alves, E.; Mendes, A.; Teixeira, J.
: Recursos Hidricos
Editor: APRH
Volume:
Vol. 39, Nº 1.
Keywords: Early-warning system; Inundation maps; Integrated numerical modeling; Real time forecasts; Web platform
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Running high resolution coastal models in forecast systems: moving from workstations and hpc cluster to cloud resources
Computational forecast systems (CFS) are essential modelling tools for coastal management by providing water dynamics predictions. Nowadays CFS are processed in dedicated workstations, fulfilling quality control through automatic comparison with field data. Recently, CFS has been successfully ported to High Performance Computing (HPC) resources, maintained by highly-specialized staff in these complex environments. The need to increase the available resources for more demanding applications and to enhance the portability for use in non-scientific institutions has promoted the search for more flexible and user-friendly approaches. The scalability and flexibility of cloud resources, with dedicated services for facilitating their use, makes them an attractive option. Herein, the performance of CFS using ECO-SELFE MPI-based model is assessed and compared for the first time in multiple environments, including local workstations, an HPC cluster and a pilot cloud. The analysis is conducted in a range of resources from the physical core count available at the smaller resources to the optimal number of processes, using cloud and HPC cluster resources. Results for the smaller, common physical resources show that the cloud is an attractive option for CFS operation. As the optimal number of processes for the use case is at the limit of the workstations common pool, an analysis was also performed using HPC cluster nodes and federated MPI resources. Results show that the cloud remains an attractive option for CFS. This conclusion is valid both for the use of a single host or through federated hosts, providing that efficient communication infrastructure (such as SRIOV) is available.
Year: 2018
Number Pages:
70-79pp.
Author(s): Rogeiro, J.; Rodrigues, M.; Azevedo, A.; Oliveira, A.; Martins, J.; David, M.; Pina, J.; Dias, N.; Gomes, J.
: Advances in Engineering Software
Editor: Elsevier
Volume:
vol 117.
Keywords: Federated MPI; Optimal performance; Numerical models; Forecast systems; Parallel computing; HPC; Cloud
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A survey on data quality for dependable monitoring in wireless sensor networks
Wireless sensor networks are being increasingly used in several application areas, particularly to collect data and monitor physical processes. Non-functional requirements, like reliability, security or availability, are often important and must be accounted for in the application development. For that purpose, there is a large body of knowledge on dependability techniques for distributed systems, which provide a good basis to understand how to satisfy these non-functional requirements of WSN-based monitoring applications. Given the data-centric nature of monitoring applications, it is of particular importance to ensure that data are reliable or, more generically, that they have the necessary quality. In this survey, we look into the problem of ensuring the desired quality of data for dependable monitoring using WSNs. We take a dependability-oriented perspective, reviewing the possible impairments to dependability and the prominent existing solutions to solve or mitigate these impairments. Despite the variety of components that may form a WSN-based monitoring system, we give particular attention to understanding which faults can affect sensors, how they can affect the quality of the information and how this quality can be improved and quantified.
Year: 2017
Number Pages:
23p.
Author(s): Jesus, G.; Casimiro, A.; Oliveira, A.
: sensors
Editor: MDPI
Volume:
17.
Keywords: Sensor fusion; Data quality; Monitoring; Machine learning; Dependability; Wireless sensor networks
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An interactive WebGIS observatory platform for enhanced support of integrated coastal management
A new WebGIS observatory platform is presented, tailored for risk assessment and emergency preparation and response in coastal areas. The tool combines a sophisticated forecast modeling system for multi-scale analysis of water bodies, including waves, hydrodynamics and oil spills prediction, with real-time monitoring networks for forcing and continuous validation purposes. Tailor-made visualization and analysis products, conceptualized for multiple uses through a service-oriented framework, provide an easy and interactive access to both data and predictions. The system was customized for oil spills risk assessment and the rapid response to an oil spill emergency, and applied to the Aveiro lagoon. The tool addresses oil spill problems in two complementary ways: 1) a detailed risk assessment through georeferenced hazard and vulnerability maps and GIS layers of information to support the definition of contingency plans; and 2) the visualization of georeferenced oil spill predictions produced by a real-time oil spill forecasting system. Improvements relative to existing risk systems are 1) the possibility of selecting quick-access predictions for fast emergency response or high-quality, georeferenced GIS prediction products, 2) the flexibility in accessing products to evaluate local impacts of oil spills both in the water column and in the intertidal areas, and 3) the enhanced hazard and risk analysis through a combination of a multi-scenarios approach with the historical database of spill predictions, forced by daily hydrodynamic forecasts. Dependability of information, for both model results and monitoring data, is being implemented through innovative ways, targeting the robustness and quality control of the WebGIS platform.
Year: 2014
Number Pages:
507 - 512.
Author(s): Oliveira, A.; Jesus, G.; Gomes, J. L.; Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Dias, J. M.; Tomas, L.; Vaz, L.; Oliveira, E.; Alves , F.; Boer, S.
: Journal of Coastal Research
Volume:
Vol. 70.
Keywords: Forecast systems; Webgis; Real-time monitoring; Oil spill; Risk management
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Implementation of an early warning system in urban drainage infrastructures for direct discharges and flood risk management
Combined sewer systems are often unable to respond adequately to rising water volumes draining from urban areas during rainfall events, resulting in frequent direct discharges into receiving waters and floods, with severe environmental and economic impacts. Despite stricter legislation on pollution control and flood risk assessment, there are still some challenges regarding the development of early warning systems based on water quality issues and fully integrated models. An innovative, real-time urban warning system for flooding and pollution events was built for the Alcântara basin (the largest in Lisbon), to provide timely information to wastewater management entities and to civil protection services. The platform provides real-time access to monitoring data and, based on 48-hour precipitation forecasts, predicts the performance of the system through the integrated use of mathematical models for both drainage network and estuary. Predictions are automatically compared and validated with on-line data. This paper presents the overall design of the system and main results obtained thus far. The analysis of the system shows the ability of the integrated models to represent the main spatial and temporal patterns observed, effectively predicting the system response to precipitation events and estimating volumes discharged into the water bodies and their average pollution loads. Furthermore, the overall results strongly indicate UV-Vis spectra to be reliable for TSS and COD estimation in sewer systems.
Year: 2014
Number Pages:
p10.
Author(s): Matos, R.; Ferreira, F.; Matos, J. S.; Oliveira, A.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Jesus, G.; Rogeiro, J.; Costa, J.; Mota, T.; Brito, R.; Póvoa, P.; David, C.; Santos, J.
Keywords: Urban floods; Wastewater systems; Real time monitoring; Uv-vis; Integrated modelling; Early warning systems
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Evaluation of single waves effects on the morphology evolution of a coastal lagoon inlet
In morphodynamic simulations of coastal lagoons should be included the several processes that contribute to sediment transport and consequently to bathymetric changes. The individual contribution of the tidal currents, waves, wind and rivers discharge should be considered to better characterize the study area evolution. In the work presented herein, an evaluation of single wave effects on the bathymetric changes of a coastal inlet is presented, by neglecting the forcing of wind and rivers discharge in the numerical simulations and filtering the changes produced by the tidal currents. The bathymetric changes, the residual sediment fluxes and the sedimentation rates induced by eight monochromatic waves at the inlet were analyzed. It was concluded that the influence of the simulated waves on the morphodynamics is restricted to the inlet and adjacent nearshore. Additionally, the changes in the bathymetry and residual sediment transport are strongly dependent on the wave height forcing rather than on their frequency of occurrence. These conclusions emphasize the importance of independently analyze each wave, to better understand its impact in coastal systems dynamics.
Year: 2011
Number Pages:
1155-1159.
Author(s): Plecha, S.; Silva, P. A.; Oliveira, A.; Dias, J. M.
: Journal of Coastal Research
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Impact of seasonal bathymetric changes and inlet morphology on the 3D water renewal and residence times of a small coastal stream
The sustainable management of small, intermittent coastal systems is a challenging task due to the strong morphological dynamics of their inlets, which causes hydrodynamics, morphodynamics and water renewal to be highly variable, at both seasonal and shorter time scales. This strong variability makes these coastal systems very sensitive to pollution events because the consequences of these events may differ significantly depending on the bathymetry at the time they occur. Here, a 3D modeling-based study of the water renewal variability of a small coastal system, the Aljezur stream, is presented, targeting 1) the impact of different measured bathymetric conditions, different seasonal forcings and processes included in its water renovation, and 2) the confirmation of the small role of light in the decay of fecal coliforms on the stream. The analysis is conducted for 4 distinct scenarios, including two real settings, using a 3D baroclinic model and an associated particle model. Results confirm the major role of bathymetry on the residence times of the Aljezur stream, leading to 100% differences. Wind is shown to have a significant impact on the water renovation, as well as the instant of particle release within the tidal cycle. A low permanence of particles in the upper layer of the water column, defined through laboratory experiments using the stream water, confirmed the small importance of light in promoting fecal bacteria decay in this stream.
Year: 2011
Number Pages:
1555 - 1559.
Author(s): Oliveira, A.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Guerreiro, M.
: Journal of Coastal Research
Volume:
SI64.
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Sensitivity analysis of a morphodynamic modelling system applied to a coastal lagoon inlet
This work investigates the recent morphological changes at the inlet of a complex coastal system (Ria de Aveiro lagoon, Portugal). This study was carried out using bathymetric data analysis and numerical simulations obtained with the 2DH morphodynamic modelling system MORSYS2D. The present simulations considered only tidal forcing, and a sensitivity analysis was performed by tuning the formula used to compute the sediment transports. A non-uniform sediment grain size distribution for the Ria de Aveiro inlet is considered in the numerical simulations, based on surveys performed in this area. The model results are analysed to assess if they resemble the observed trends of erosion and deposition, as calculated from bathymetric data. A quantitative analysis of the differences between the bathymetric changes obtained through surveys and the numerical results over a period of 3 years considering different sediment transport formulations shows that the formulations of Ackers and White (1973) and Engelund and Hansen (1967) are the ones that best describe the morphodynamic changes driven by tides in the Ria de Aveiro inlet.
Year: 2010
Number Pages:
275284..
Author(s): Plecha, S.; Silva, P. A.; Vaz, N.; Bertin, X.; Oliveira, A.; Fortunato, A. B.; Dias, J. M.
: Ocean Dynamics
Editor: Springer-Verlag
Volume:
60 (2).
Keywords: Morphodynamics . sensitivity analysis . tidal inlet .aveiro lagoon
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As Tecnologias de Informação na Gestão Ambiental. A Experiência do Núcleo de Tecnologias de Informação do LNEC
A utilização das ferramentas computacionais em hidrologia no LNEC remonta ao início dos anos 70, com destaque para a modelação dos fenómenos hidrológicos. Nos anos oitenta, com o advento das bases de dados, deram-se os primeiros passos na criação de bases de dados de qualidade da água e de sistemas de apoio à decisão em recursos hídricos. Desde então verificaram-se grandes avanços e desenvolvimentos na área das tecnologias de informação e comunicação, bem como na área da modelação e simulação, que têm contribuído de forma significativa para o avanço da hidrologia, em particular, e da gestão ambiental em geral. Nesta comunicação, resume-se a actividade do Núcleo de Tecnologias de Informação do Departamento de Hidráulica e Ambiente do LNEC, dando-se particular destaque às aplicações e serviços mais recentes bem como aos estudos em curso, que vão desde a modelação de dados de apoio à implementação da Directiva-Quadro da Água aos sistemas de aviso e alerta e à simulação da resposta à emergência em situação de cheias naturais ou provocadas, passando pela modelação em grelha (grid computing), que tira partido dum sistema computacional de elevado desempenho, infra-estrutura de apoio ao grande cálculo. No final, referem-se ainda algumas ferramentas que contribuem bastante para a disseminação do conhecimento.
Year: 2006
Number Pages:
pp 55-69.
Author(s): Santos, M. A.; Fernandes, J. P.; Charneca, N.; Lucas, B.
: Recursos Hídricos
Volume:
vol. 27, nº 2.
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Dam-break Flood Emergency Management System
Natural or induced floods are of increasing concern to water managers and civil protection services for three main reasons. Firstly, a continuous and unconscious increase of social pressure in the flooding valleys amplifies flood vulnerabilities and consequently natural or induced flood risk. Secondly, the alarming forecasts of the impact of potential climate changes on water resources, in spite of the high uncertainty associated to these forecasts, points out to larger flood hazards. Thirdly, dam-break induced accidents may occur more frequently due to infrastructure aging. Emergency Planning is a non-structural measure to minimise flood impacts playing an important role in crisis management. In fact, if a disaster cannot be avoided, individual and social structure preparedness may be of great help in risk reduction. An Internet-based system that supports flood emergency management is presented in this paper. This application is part of a more complete system developed with the goal of endowing the Portuguese water authorities, dam owners and the civil protection system with adequate tools to store and easily retrieve information on dams and their downstream valleys, to model the flood wave induced by a dam break and, eventually, to manage the response to flood-induced catastrophes.
Year: 2002
Number Pages:
pp 489-503.
Author(s): Rodrigues, A.; Santos, M. A.; Santos, A. D.; Rocha, F.
: Water Resources Management, Special Issue on Geocomputation in Water Resources and Environment
Volume:
vol. 16, no. 2.
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Comunicação
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Managing a Coastal Sensors Network in a Nowcast-forecast Information System
This paper presents a study on the integration of heterogeneous sensor nodes into a wireless sensor network and its use in providing real-time information about water conditions, contributing to water resources management. The work focuses on presenting the methodology used to automatically communicate, parse and store the sensor network data and its application to a real case study. The development of a new platform for efficient management and analysis of the gathered data and its use for automatic assertion of real-time model forecasts quality against stored data is also presented. On-going work on the development of a mobile application for real-time data access in mobile devices is also anticipated.
Year: 2013
Number Pages:
518-523.
Author(s): Gomes, J. L.; Jesus, G.; Rodrigues, M.; Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Oliveira, A.
Keywords: Coastal systems; Mobile visualisation of data; Mobile application development; Real-time forecasting; Real-time forecasting; Visualization tools; Real time spatial data analysis
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Nowcast Forescast Systems in Support of Safer Navigation
The safe navigation both at sea and in harbour operations requires the early warning of potential hazards that can endanger the personnel at sea or jeopardize the efficient loading/unloading operations inside ports. Timely hazard and environmental conditions forecasting is an essential part of risk management for harbour and ship operations, providing the necessary information for safe and economically efficient navigation and harbour management.Forecasting information systems have been under development for ever three decades, addressing many problems and spanning several areas such as wind, wave and tidal prediction.Forecast systems combine our ability to measure and to simulate the behavior of water bodies, by integrating numerical models, monitoring networks and information technology systems, to provide real-time,short-term,predictions of the main drivers for safe navigation and harbour operations.With the recent emergence of new,reliable and cost-effective automatic data acquisition and highly efficient, reliable numerical models(Baptista,2006), most important constraints for widespread operational use of oceanographic models in real-time forecasting have been minimized.In particular, nowcast-forecast systems have evolved from research tools to operational tools for the management of harbors, marine resources and emergency operations, providing accurate and timely information on waves and currents conditions.
Year: 2013
Author(s): Oliveira, A.
Editor: LNEC
Keywords: Forecast; Nowcast
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Oil Spill Risk Management Cycle:From Risk Prevention Analysis to Real Time Accident Forecast
The frequent accidental oil in the decades has raised a growing concern on the preparedness and response to spill-induced emergencies.This concern fuelled the implementation of several support tools,including pollution monitoring systems and real time forecast modelling systems.However,in the event of a spill accident that affects coastal resources,each tool is mostly used in a disconnected, ad-hoc fashion,without compliance to the risk management cycle, and often not providing accurate predictions at the right scales duo to computational constraints or unknown local conditions. Risk management systems, successfully applied for tsunamis and dam-break risks, can be used for pollution risks to provide an adequate framework for the effective protection of coastal resources.Recent developments on the modelling systems for coastal problems using high-performance resources provides the potential for their applications to pollution risk analysis, integrated with real time monitoring networks and multi-environment computational plataforms for easy acess to predictions and prevention analysis. A new risk management system is presented herein, combining a multi-scenario risk analysis based on high accuracy oil spill predictions and a new forecast system for oil spill accidents.
Year: 2013
Author(s): Oliveira, A.
Editor: LNEC
Keywords: Preventation; Oil spills
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Sistema de previsão em tempo real da dinâmica e qualidade da água de sistemas de drenagem urbanos e respetivos meios recetores
No âmbito do projecto de I&D SI-GeA - Sistema Inteligente de Apoio à Gestão Avançada de Sistemas Urbanos de Águas Residuais (QREN), está a ser desenvolvido um sistema inteligente de interface para supervisão e apoio à decisão em tempo real de toda a informação relevante para a gestão de sistemas urbanos de águas residuais e pluviais, incluindo coletores gravíticos, sistemas elevatórios e estações de tratamento, proveniente de redes de monitorização, dados de operação das redes e de sistemas de previsão em tempo real do comportamento das infra2 estruturas e meios recetores. Este sistema, que é baseado no sistema XHQ (SIEMENS - Oil & Gas Conceptual Engineering and Services), foi desenhado para os requisitos de utilização frequente da informação pelas entidades gestoras, permitindo também a flexibilidade de criar produtos a-la-carte em tempo real, com base na informação disponível, quer das redes de monitorização quer dos modelos de previsão. Esta comunicação apresenta a conceção do sistema inteligente, assim como dos seus componentes. É dado particular destaque ao sistema integrado de modelação, que faz o acoplamento entre os modelos do sistema de drenagem, da ETAR e do meio recetor, às escalas espaciais e temporais adequadas e tendo em conta todos os processos relevantes, e à sua integração na plataforma de previsão em tempo real (RDFS-PT). Esta plataforma permite efetuar a simulação acoplada da dinâmica dos vários sistemas, tendo em conta as suas interligações e dependências, e comparar os resultados das previsões automaticamente com os dados on-line em tempo quasireal, conferindo uma confiança adicional aos resultados dos modelos. Apresenta-se também a implementação do sistema inteligente, nas suas vertentes de modelação e monitorização, ao sistema de águas residuais da bacia de Alcântara, incluindo as frentes de drenagem de Terreiro do Paço-Cais do Sodré- Alcântara e Algés-Alcântara, e meio recetor (Estuário do Tejo).
Year: 2013
Number Pages:
13 pp.
Author(s): Oliveira, A.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Santos, J.; Póvoa, P.; David, C.; Matos, J. S.; Ferreira, F.; Jesus, G.; Costa, J.; Rogeiro, J.; Mota, T.
Keywords: Modelação integrada; Sistemas inteligentes de apoio à gestão; Monitorização em tempo real; Previsão em tempo real; Gestão de sistemas de drenagem
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Towards dependable measurements in coastal sensors networks
A flood monitoring system incorporates water sensor networks, forecast simulations models, and a decision-support web-based system.The objective of the system is to achieve reliable flood protection and response.This is challenging because of the inherent presence of a cascade of uncertainties in the forecast models, and also uncertainties affecting the timeliness and quality of raw sensor data that is used in the forecasting processes.Achieving real-time and accurate data collection is difficult due the pervasive nature of the monitoring networks and because sensors and sensor nodes are vulnerable to external disturbances affecting data accuracy.In this paper we motivate for the need of dependable data collection in harsh coastal and marine environments, we overview the main challenges that need to be addressed and we introduce some initial ideas on what needs to be done in order to deal with external disturbances causing faulty measurements.
Year: 2013
Author(s): Jesus, G.; Casimiro, A.; Oliveira, A.
Editor: LNEC
Keywords: Failure detection; Dependable sensors; Reliable measurements; Marine sensors
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A especificação de informação geográfica de suporte à elaboração e implementação dos PGBH
No âmbito da elaboração dos Planos de Gestão das Bacias Hidrográficas (PGBH) integradas nas Regiões Hidrográficas (RH) 6 (Sado e Mira), 7 (Guadiana) e 8 (Ribeiras do Algarve), conduzida pelos Consórcios Nemus-Ecossistema-Agro.Ges e Nemus-Hidromod-Agro.Ges, foram produzidos, editados e analisados extensos conjuntos de dados geográficos para a produção cartográfica, para o relato à Comissão Europeia no âmbito da Directiva Quadro da Água e para a operacionalização da implementação dos PGBH. A complexidade e diversidade de operações de produção de informação e cartográfica, análise espacial e relato ao Water Information System for Europe (WISE) implicaram o desenvolvimento de uma especificação de informação geográfica para estruturar as bases de dados geográficos (BDG) de suporte aos PGBH. Estas BDG suportam também os indicadores de execução dos PGBH, operacionalizados com recurso a aplicações WebSIG, que facilitarão por sua vez a monitorização da implementação dos PGBH. A especificação de informação geográfica, desenvolvida pela Nemus Gestão e Requalificação Ambiental, Lda. enquanto líder dos Consórcios, contempla o modelo de dados geográficos (MDG, utilizado para estruturar as BDG), os sistemas de referência geográfica, os metadados, os procedimentos de controlo de qualidade e um conjunto de elementos de simbologia para apresentação dos dados. A especificação de informação geográfica adoptou a metodologia proposta pelas normas ISO 19100, que especificam as fases de desenvolvimento do MDG (universo de discurso, modelo conceptual, modelo lógico e modelo físico) e também as disposições de execução da infra-estrutura europeia de informação geográfica INSPIRE. Neste contexto, apresentam-se as metodologias adoptadas no desenvolvimento da especificação de informação geográfica de suporte aos PGBH das RH 6, 7 e 8, com ênfase na filosofia de desenvolvimento do MDG e nos restantes elementos da especificação de informação geográfica. São também salientadas as capacidades de análise espacial e de modelação hidrológica e hidráulica que o MDG proporciona.
Year: 2012
Number Pages:
14p..
Author(s): Charneca, N.; Grade, M.; Fernandes, J.; Fulgêncio, C.; Bettencourt, P.
Editor: APRH
Keywords: Especificação de informação geográfica; Wise
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Custom deployment of a Nowcast - forecast information system in coastal regions
This paper presents a nowcast - forecast information system, tailored for coastal applications. The information system is based on the custom deployment of a generic forecasting platform, modified for short to long wav e predictions, and implemented in a modular way to accommodate future developments. It integrates a suite of high resolution numerical models, prepared for application in high performance environments. The architectural and technological details are presen ted here, along with examples from three distinct applications for the forecasting of short and long waves. Emphasis is given on the several phases of the daily execution process of the system, on how the forecast models are integrated, as well as on the r ecent improvement in the models outputs visualization. Future developments, towards an early warning system for coupled circulation, and a coastal oil spill prevention and prediction system, coupling remote sensing and numerical models, will be discussed, along with several technological issues
Year: 2012
Number Pages:
6P.
Author(s): Jesus, G.; Gomes, J.; Ribeiro, N. A.; Oliveira, A.
Editor: LNEC
Keywords: Visualization; Coastal systems; Nowcast - forecast; Spatial data; Real - time forecasting
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Os Modelos de dados geográficos dos sistemas de informação das ARH do Norte e Centro - Funcionalidades e desenvolvimentos Futuros
A especificação de informação geografica, desenvolvida pelo LNEC para suportar a elaboração e implementação dos plnos de gestão de região hidrografica (PGRH),contempla o modelo de dados geograficos(MDG), os sistemas de referência geografica horizontais e verticais, os metadados, os procedimentos de controlo de qualidade e elementos de simbologia para apresentação dos dados em produtos cartograficos dos PGRH.O desenvolvimento da especificação de informação geografica baseou-se nas normas ISO 19100 e nas disposições de execução da infraestrutura europeia de informação geografica INSPIRE.Apresentam-se os procedimentos e as metologias adotadas no desenvolvimento da especificação de informação geografica de suporte aos PGRH.São salientadas as capacidades de analise espacial, de modelação hidrologica e hidraúlica e relato de dados para outros sistemas de informação, proporcionadas pelo MDG.São também apresentadas as possibilidades de extensão do MDG para contemplar outros instrumentos de planeamento e ordenamento de recursos hidricos(POOC,POA,POE,PGRI),bem como a articulação com as autoridades espanholas num cenário de planeamento e ordenamento de bacias hidrográficas transfronteiriças.É também apresentado um exercicio de transformação de dados para a especificação do tema "hidrography"da INSPIRE.
Year: 2012
Author(s): Charneca, N.; Oliveira, M. M.; Jesus, G.
Editor: LNEC
Keywords: Inspire; Pgbh; Dqa; Wise
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Previsão em Tempo Real da Circulação na Ria de Aveiro
A previsão operacional da hidrodinâmica da Ria de Aveiro pode contribuir para melhorar a gestão sustentada desta laguna, quer a nível dos usos frequentes (e.g., operações portuária, actividades de recreio, planeamento de trabalhos de campo), quer a nível de gestão da emergência (e.g., derrames de produtos tóxicos, inundações, naufrágios). Em caso de acidentes, esta previsão pode contribuir para a antecipação dos problemas ou para a optimização de meios na resolução dos mesmos. Neste contexto, implementou-se um sistema de previsão em tempo de real da circulação na Ria de Aveiro (RDFS-PT, http://ariel.lnec.pt). O modelo utilizado é tridimensional e calcula os níveis, velocidades, salinidades e temperaturas em 7 níveis na vertical. A utilização de malhas não-estruturadas permite uma resolução muito fina dos vários canais da Ria de Aveiro, alargando a aplicabilidade do sistema a problemas de pequena escala espacial. O modelo é forçado pela maré (a partir de resultados de um modelo regional), caudais fluviais (baseados em dados do SNIRH) e temperatura da água (baseada em dados do SNIRH e do IH). A plataforma computacional foi inicialmente desenvolvida no Centre for Coastal Margin Observation & Prediction (E.U.A), tendo sido adaptada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil à costa Portuguesa, em colaboração com várias instituições de investigação nacionais. As previsões são produzidas e publicadas na internet automaticamente através de um conjunto de scripts. Esta comunicação apresenta o sistema de previsão, a sua validação e as suas potencialidades. Apresentam-se ainda desenvolvimentos em curso visando o alargamento do sistema à circulação acoplada ondas-correntes e a sua integração num sistema de gestão do risco.
Year: 2011
Number Pages:
310-315.
Author(s): Oliveira, A.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Jesus, G.; Ribeiro, N. A.; Dodet, G.; Dias, J. M.
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Processes controling the water renewal and residence times in a morphologically dynamic coastal stream in the SW coast of Portugal
N/A
Year: 2011
Number Pages:
3 pp..
Author(s): Oliveira, A.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Guerreiro, M.; Bruneau, N.
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Books
Risco e gestão de crises em vales a jusante de barragens
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Advances in Water Resources Technology and Management
N/A
Year: 1994
Author(s): Tsakiris, G.; Santos, M. A.
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Capítulo de Livro
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Blue economy (sustainability)
Although no specific definition is designated for this term, this concept has been previously defined based on the field of application and utilization. The blue economy refers to the sustainable utilization of ocean and coastal resources for economic growth, improved livelihoods, and job creation while preserving the health of marine ecosystems. It is also regarded as an economic concept encompassing various economic activities in the ocean and coastal area, including traditional activities such as fishing, shipping, and shipbuilding, as well as newer activities such as offshorewind and wave energy, ocean-based aquaculture,and marine biotechnology. It is defined as the range of economic activities in the coastal zone and on the ocean, including shipping, fishing, oil and gas extraction, tourism, and renewable energy production. Generally, the blue economy mainly focuses on the responsible extraction and utilization of marine resources required to enhance ocean-based economies while adopting more balanced conservation measures to ensure resource sustainability.
Year: 2023
Number Pages:
9p.
Author(s): Oloko, A.; Afolabi, S.; Moruf, R.; Ramalho, D.; Oladosu, A.; Oliveira, A.; Godfrey, S.; Jolaoho, T; Jimoh, A.; Akintola, S.; Elegbede, I.
: Encyclopedia of Sustainable Management
Editor: Springer
Keywords: Ocean sustainability; Ocean economy; Blue growth; Bioeconomy
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An Innovative and reliable water leak detection service supported by data-intensive remote sensing processing
The WADI project (Water-tightness Airborne Detection Implementation), integrated within the H2020 initiative, is developing an airborne water leak detection surveillance service, based on manned and unmanned aerial vehicles. This service aims to provide water utilities with adequate information on leaks in large water distribution infrastructures outside urban areas. Given the high cost associated with water infrastructure networks repairs, a reliability layer is necessary to improve the trustworthiness of the WADI leak identification procedure, based on complementary technologies for leak detection. Herein, a methodology based on the combined use of Sentinel remote sensing data and a water leak pathways model is presented, based on data-intensive computing. The resulting water leak detection reliability service, provided to the users through a web interface, targets prompt and cost-effective infrastructure repairs with the required degree of confidence on the detected leaks. The web platform allows for both data analysis and visualization of Sentinel images and relevant leak indicators at the sites selected by the user. The user can also provide aerial imagery inputs, to be processed together with Sentinel remote sensing data at the satellite acquisition dates identified by the user. The platform provides information about the detected leaks location and time evolution, and will be linked in the future with the outputs from water pathway models
Year: 2019
Number Pages:
96-108pp.
Author(s): Martins, R.; Azevedo, A.; Fortunato, A. B.; Alves, E.; Oliveira, A.; Carvalho, A.
: Lecture Notes in Computer Science- ICCS 2019
Editor: Springer link
Volume:
VOL. 11539.
Keywords: HPC; Data-intensive computing; Water leak service; Remote sensing
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Opencoasts: an open-access app for sharing coastal prediction information for management and recreation
Coastal forecast systems provide coastal managers with accurate and timely hydrodynamic predictions, supporting multiple uses such as navigation, water monitoring, port operations and dredging activities. They are also useful to support recreational activities. Still, the widespread use of coastal forecasts is limited by the unavailability of open forecasts for consultation, the expertise needed to build operational forecast systems and the human and computational resources required to maintain them in operation every day. A new service for the generic deployment of forecast systems at user-specified locations was developed to address these limitations. Denoted OPENCoastS, this service builds circulation forecast systems for user-selected coastal areas and maintains them in operation using the European Open Science Cloud (EOSC) computational resources. OPENCoastS can be applied to any coastal region and has been in operation since 2018, forced by several regional and global forecasts of the atmospheric and ocean dynamics. It has attracted over 150 users from around 45 institutions across the globe. However, most users come from research institutions. The only requirement needed to use this service a computational grid of the domain of interest has proven difficult to obtain by most coastal managers. Herein, a new way to bring coastal managers and the general public to the OPENCoastS community is proposed. By creating an open, scalable and organized repository of computational grids, shared by expert coastal modelers across the globe, the benefits from the use of OPENCoastS can now be extended to all coastal actors
Year: 2019
Number Pages:
794-807pp.
Author(s): Oliveira, A.; Rodrigues, M.; Rogeiro, J.; Fortunato, A. B.; Teixeira, J.; Azevedo, A.; Lopes, P.
: Computational Science-Lecture Notes-ICCS2019
Editor: Springer link
Volume:
volume 11540.
Keywords: Unstructured grids; Coastal forecasts; Open data repositories
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High-performance computing applied in project ubest
UBEST aims at improving the global understanding of present and future biogeochemical buffering capacity of estuaries through the development of Observatories, computational web-portals that integrate field observation and real-time MPI (Message Passing Interface) numerical simulations. HPC (High- Performance Computing) is applied in Observatories to serve both on-the-fly frontend user requests for multiple spatial analyses and to speed up backends forecast hydrodynamic and ecological simulations based on unstructured grids. Backend simulations are performed using the open-source SCHISM (Semi- implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model). Python pro- gramming language will be used in this project to automate the MPI simulations and the web-portal in Django.
Year: 2018
Number Pages:
207-519pp.
Author(s): Martins, R.; Rogeiro, J.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Oliveira, A.; Azevedo, A.
: Lecture Notes in Business Information Processing
Editor: Springer Nature Switzerland
Volume:
339.
Keywords: ubest; Schism; Forecasts; Parallel computing; Numerical models; Estuaries; HPC
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Sistema de Apoio à Gestão de Cheias in "Santos, M. A.; Silva, D. S. (eds.) - Risco e gestão de crises em vales a jusante de barragens"
N/A
Year: 1998
Number Pages:
pp 137-151.
Author(s): Santos, M. A.; Fernandes, J. P.; Viseu, L.; Gamboa, M.
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Sistema de apoio à gestão de emergências
Um sistema de apoio à gestão de riscos constitui uma importante ferramenta de ajuda aos serviços responsáveis pela gestão dos recursos hídricos e pela protecção civil, que pode minimizar os prejuízos causados por catástrofes, tanto em termos meramente económicos como em vidas humanas. Para ser útil, tal sistema deve conjugar de forma eficaz o acesso a equipamento de medição e observação (precipitação, níveis em rios e albufeiras, descargas de barragens, .), e a outra informação genérica de caracterização fisiográfica e sócio-económica da bacia hidrográfica, sobretudo do vale e da área envolvente das barragens, com modelos de previsão climatológica, hidrológica e hidráulica capazes de prever, com alguma antecedência, a velocidade e energia da onda de cheia bem como as áreas inundáveis. No caso de vales com barragens, o sistema deve conter informação relevante sobre a barragem e órgãos de segurança, bem como sobre o sistema de observação da barragem. Finalmente, o sistema deve ainda fornecer indicações úteis que ajudem a pôr em prática o Plano de Emergência. O sistema que se propõe decorre da actividade desenvolvida no âmbito do projecto PO-FLOODRISK co-financiado pela NATO, INAG, EDP e SNPC, e baseia-se em desenvolvimentos recentes na área das tecnologias de informação e de comunicação de dados
Year: 1998
Author(s): Santos, M. A.; Fernandes, J. P.; Viseu, L.; Gamboa, M.
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Visualization of scientific data over the Internet in Babovic, V.; Larsen, L. C. (eds.) - Hydroinformatics 98
N/A
Year: 1998
Author(s): Fernandes, J. B.; Santos, M. A.; Fortunato, A. B.
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Water resources information policy
N/A
Year: 1998
Author(s): Santos, M. A.; RODRIGUES, R. R.
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A GIS for dam safety management
N/A
Year: 1997
Author(s): Gamboa, M.; Santos, M. A.
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Tese de Doutoramento
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A dependability framework for WSN-based aquatic monitoring systems
Wireless Sensor Networks (WSN) are being progressively used in several application areas, particularly to collect data and monitor physical processes. Moreover, sensor nodes used in environmental monitoring applications, such as the aquatic sensor networks, are often subject to harsh environmental conditions while monitoring complex phenomena. Non-functional requirements, like reliability, security or availability, are increasingly important and must be accounted for in the application development. For that purpose, there is a large body of knowledge on dependability techniques for distributed systems, which provides a good basis to understand how to satisfy these non-functional requirements of WSN-based monitoring applications. Given the data-centric nature of monitoring applications, it is of particular importance to ensure that data is reliable or, more generically, that it has the necessary quality. The problem of ensuring the desired quality of data for dependable monitoring using WSNs is studied herein. With a dependability-oriented perspective, it is reviewed the possible impairments to dependability and the prominent existing solutions to solve or mitigate these impairments. Despite the variety of components that may form a WSN-based monitoring system, it is given particular attention to understanding which faults can affect sensors, how they can affect the quality of the information, and how this quality can be improved and quantified. Open research issues for the specific case of aquatic monitoring applications are also discussed. One of the challenges in achieving a dependable system behavior is to overcome the external disturbances affecting sensor measurements and detect the failure patterns in sensor data. This is a particular problem in environmental monitoring, due to the difficulty in distinguishing a faulty behavior from the representation of a natural phenomenon. Existing solutions for failure detection assume that physical processes can be accurately modeled, or that there are large deviations that may be detected using coarse techniques, or more commonly that it is a high-density sensor network with value redundant sensors. This thesis aims at defining a new methodology for dependable data quality in environmental monitoring systems, aiming to detect faulty measurements and increase the sensors data quality. The framework of the methodology is overviewed through a generically applicable design, which can be employed to any environment sensor network dataset. The methodology is evaluated in various datasets of different WSNs, where it is used machine learning to model each sensor behavior, exploiting the existence of correlated data provided by neighbor sensors. It is intended to explore the data fusion strategies in order to effectively detect potential failures for each sensor and, simultaneously, distinguish truly abnormal measurements from deviations due to natural phenomena. This is accomplished with the successful application of the methodology to detect and correct outliers, offset and drifting failures in real monitoring networks datasets. In the future, the methodology can be applied to optimize the data quality control processes of new and already operating monitoring networks, and assist in the networks maintenance operations.
Year: 2019
Author(s): Jesus, G.
Keywords: Aquatic monitoring; Machine learning; Fault detection; Data quality; Dependability
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Proposta de Sistema de Aviso Multicanal para Emergências
As autoridades de proteção civil precisam de avisar as populações em situações de perigo, de forma rápida, previsível e atempada. Esta necessidade é particularmente notada, em situações de emergência, como os desastres naturais ou tecnológicos, quando se pretende informar a população numa determinada área, das ações que devem executar para limitar os danos potenciais. O envio do aviso à população é habitualmente feito através de contactos porta a porta, altifalantes, sirenes, telefones, rádio, televisão e muitos outros canais de comunicação. Todavia, o envio do aviso através de um único destes canais possui limitações, não conseguindo satisfazer todos os requisitos desejáveis. Para a resolução deste problema é proposta e especificada uma arquitetura modular para sistemas de aviso que permite integrar redes de aviso baseadas em distintos canais de comunicação, permitindo o envio do aviso, de forma integrada através de diversos canais. A adoção desta arquitetura permite construir um sistema de aviso baseado em múltiplos canais de comunicação, um sistema de aviso multicanal. Para mostrar as possibilidades da arquitetura foram especificadas redes de aviso baseadas em dois canais de comunicação distintos: SMS e televisão digital. Para cada rede de aviso foram identificadas limitações e propostas soluções, nomeadamente para o aumento da rapidez no envio do aviso, melhoria na seletividade do envio, utilização da língua preferida do destinatário, aumento do volume de mensagens que é possível enviar em tempo útil e introdução de mecanismos de autenticação do aviso. Em particular, foi feita a caraterização analítica de uma rede móvel celular em dois cenários de desastre para tentar compreender o comportamento de uma rede de aviso suportada em SMS. Os resultados mostram que o SMS pode ser utilizado nalgumas situações, dependendo do número de pessoas na zona de risco.
Year: 2013
Number Pages:
p222.
Author(s): Fernandes, J. P.
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Modelação de dados geográficos aplicada ao planeamento e gestão de recursos hídricos
A aprovação e implementação da directiva-quadro da água (DQA) e de outras directivas europeias associadas impuseram alterações significativas aos métodos de planeamento e gestão de recursos hídricos e também aos critérios de uso, gestão e partilha de informação geográfica, nomeadamente os que pautam o relato ao sistema europeu de informação sobre águas (WISE) e a contribuição para a infra-estrutura europeia de informação geográfica (INSPIRE). Neste trabalho apresenta-se o processo de desenvolvimento e implementação de um modelo de dados geográficos (MDG) de suporte ao planeamento e gestão de águas superficiais que considerou requisitos técnicos, funcionais e legais. Os requisitos técnicos e funcionais aplicados à informação geográfica foram determinados com base nas normas internacionais aplicadas à especificação de informação geográfica, nomeadamente as da organização internacional de normalização (ISO) e as da infra-estrutura europeia de informação geográfica (INSPIRE). Os requisitos legais foram determinados por diplomas legais europeus e portugueses que estabelecem as metodologias de planeamento e gestão, conjuntos de dados geográficos, métodos de classificação, fluxos de análise, simbologia de apresentação de dados, entre outros. Destacam-se quatro casos de utilização do MDG: i) produção cartográfica; ii) análise espacial e modelação hidrológica e hidráulica; iii) relato ao WISE; e iv) suporte aos produtos resultantes da elaboração dos planos de gestão de região hidrográfica (PGRH). A metodologia utilizada no desenvolvimento do MDG baseou-se nas normas ISO 19103 e 19109, que preconizam quatro fases de desenvolvimento: i) declaração do universo de discurso; ii) modelo conceptual; iii) modelo lógico e iv) modelo físico de dados. Após a implementação do MDG num sistema de gestão de bases de dados geográficos procedeu-se ao seu carregamento com dados, tendo sido testadas e descritas as funcionalidades oferecidas pelo desenho do MDG no âmbito da aplicação ao planeamento e gestão de recursos superficiais.
Year: 2012
Number Pages:
p268.
Author(s): Charneca, N.
Keywords: Águas superficiais; Modelação de dados geograficos
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On the stochastic characterization of regional droughts
N/A
Year: 1981
Author(s): Santos, M. A.
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Dissertação de Mestrado
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PAC:MAN - SISTEMA DE GESTÃO AO RISCO DE ACIDENTES DE POLUIÇÃO EM ZONAS COSTEIRAS
O efeito da poluição por derrames acidentais nos ecossistemas costeiros motivou a procura e o desenvolvimento de abordagens para planeamento e resposta atempados à emergência com o intuito de proteger os recursos aquáticos. Os sistemas de monitorização da poluição e de modelação existentes são utilizados de forma independente durante acidentes deste âmbito sem a eficácia pretendida. A prevenção do risco de derrame é, habitualmente, feita via planos de contingência com base em estudos simplistas não refletindo o dinamismo da informação nem permitindo o alerta atempado dos gestores costeiros devido ao uso de tecnologia desatualizada. Os sistemas de gestão de risco, testados com sucesso em desastres ambientais e humanitários, demonstram ser soluções promissoras. A sua adequação permite criar sistemas de gestão de risco mais específicos, como riscos de poluição e gestão da resposta á emergência em zonas costeiras. Esta inovação permite conjugar a modelação costeira de vanguarda para análise de risco, a riqueza de informação ambiental existente para a definição de indicadores de condições propícias á ocorrência de derrames e as tecnologias de comunicação. Obtém-se como resultado um conjunto de meios de alerta precoce e resposta mais eficiente e benéfica do ponto de vista da segurança das populações, da capacidade de atuação dos gestores costeiros e da manutenção dos recursos naturais costeiros. A adaptação dos módulos do sistema de gestão de risco de acidentes por rotura de barragens SAGE-B permitiu conceber um novo sistema de gestão de risco de poluição em zonas costeiras que incluiu um sistema de alerta precoce resultante da aplicação dos modelos, um sistema de aviso associado e uma base de dados com os recursos em risco e os meios de resposta à emergência para a análise da vulnerabilidade na Ria de Aveiro, obtendo-se uma nova metodologia genérica de planeamento e resposta para riscos de poluição costeira.
Year: 2012
Number Pages:
p91.
Author(s): Sousa, C.
Keywords: Sistemas tempo-real; Sistemas de informação; Sistema de alerta e aviso; Sistema de gestão de risco
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Relatório Científico
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Data management plan for the MOSAIC.pt project
This document presents the Data Management Plan (DMP) for the MOSAIC.pt project. MOSAIC.pt has chosen to participate in the Open Research Data pilot from FCT. Following the recommendations provided by the European Commission (EU, 2016), in the scope of making data FAIR, this Data Management Plan (DMP) provides the approach to the following topics: the handling of research data during and after the end of the project; what data will be collected, processed and/or generated; which methodology and standards will be applied; whether data will be shared/made open access; how data will be curated and preserved (including after the end of the project).
Year: 2020
Author(s): Oliveira, A.; Freire, P.
Keywords: Data Management Plan
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SinergeaSistema inteligente para apoio ao uso eficiente de recursos e a? gesta?o de emerge?ncias de inundaça?o e de contaminaça?o balnear em cidades costeiras
O projeto de I&D SINERGEA visa criar uma plataforma inteligente e inovadora de suporte à gestão integrada e otimizada da energia, da qualidade da água balnear e da inundação em cidades costeiras. Enquadrada no paradigma cidades inteligentes, esta plataforma permitirá, em simultâneo: 1) contribuir para a eficiência energética das cidades, através de estratégias integradas de minimização do consumo de energia das infraestruturas de drenagem; 2) proteger a utilização das zonas balneares urbanas por prevenção da contaminação por descargas urbanas; e 3) contribuir para a gestão integrada e a resposta à emergência de risco de inundação nas cidades. Tem como caso de estudo demonstrador a cidade de Albufeira e a sua envolvente costeira. A plataforma XHQ SINERGEA, de natureza genérica e adaptável aos desafios de diferentes entidades gestoras das cidades e meios adjacentes, baseada em tecnologias de informação inovadoras, proporá ações de gestão otimizadas em tempo real, agregando: sistemas de previsão e monitorização, cobrindo o ciclo da água (atmosfera, bacia hidrográfica, cidade e zona costeira) e da energia; cenários de condições ambientais atuais e em contexto de alterações climáticas; e alternativas de operação das infraestruturas. Este relatório apresenta a análise de requisitos do sistema, nas suas várias vertentes: sistema de modelação integrada da dinâmica atmosférica, do funcionamento da rede de drenagem, do consumo de energia, das inundações urbanas e da qualidade da água costeira, e plataforma de monitorização, previsão em tempo real e proposta de operação otimizada, para apoio à decisão no uso eficiente de energia, e na gestão de inundações e das águas balneares. A presente análise de requisitos servirá de base à implementação da plataforma de monitorização, previsão em tempo real e proposta de operação otimizada, para apoio à decisão no uso eficiente de energia, e na gestão de inundações e das águas balneares, e à sua aplicação ao caso de estudo: a cidade de Albufeira e a sua envolvente costeira.
Year: 2020
Author(s): Soares, A.; Rodrigues, H.; Nunes, J.; Oliveira, A.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Jesus, G.; Fortunato, A. B.; Pinto, A.; Rogeiro, J.; Mendes, A.; Matos, J. S.; Santos Ferreira, F.; Barreiro, J.; Neves
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E6 Relatório dos testes relativos às alíneas (a) e (b) do nr. 1 da cláusula 3º do protocolo: EVALUATION OF CIVIL ENGINEERING USE CASES IN A PUBLIC CLOUD COMPUTING FRAMEWORK. Assessment on CPU comput
In this report, we present a comparison of model performance indicators for several operational coastal forecast systems and structural engineering predictions and evaluations executed in local workstations, in HPC cluster nodes and in a pilot cloud, aiming at contributing to the best choice for the National Infrastructure for Scientific Computing. Results show that the scalability and flexibility of cloud computing resources makes them an attractive alternative for the implementation of multiple forecast systems using serial, non-MPI models, as well as for sensor data acquisition and processing applications. For MPI-based models, tests using cloud virtual machines with resources equal to or lower than the smaller physical bases performed well relative to the other resources. However, as the cloud resources under testing did not reach the optimal number of processors for the present use cases, the HPC cluster remained the best option, as it fits better the requirements for the typical dimensions of computational grids for multi-scale (port to ocean) analysis. Federated cloud resources allowed a better performance for small pool sizes, allowing the combination of the processing power of several hosts. However, the performance does scale very badly if the choice relies in any combination that uses many processes (by using many hosts or many processes within each host), even if we use resources with some hardware assistance. Further testing is still necessary to explore this possibility in detail, taking into account the need to assure an adequate quality of service (QoS), especially to meet forecasting deadlines and real-time streaming bandwidth. We conclude that an evolution from the current cluster setup to a cloud-based architecture will satisfy most of our simulation requirements while offering a more flexible and affordable computing environment.
Year: 2016
Author(s): Oliveira, A.; Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Barateiro, J.; Rico, J.; Inês, A.
Keywords: Optimal performance; Numerical models; Forecast systems; Grid; Parallel computing; Cloud
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Deliverable 4.3.5 Real-time monitoring and forecast platform to support early warning of faecal contamination in recreational waters
Controlling urban floods and managing direct discharges of effluents into receiving waters from combined sewer overflows (CSO) are two major challenges faced by urban water management utilities. Discharges from large cities can have significant environmental impacts on marginal water bodies, affecting the quality of life in general, and recreational activities in particular (Marsalek and Rochfort, 2004; David and Matos, 2005; Passerat et al., 2011). These impacts can be exacerbated by climate change. First, the growing magnitude and frequency of extreme precipitation events (Groisman et al., 2005; Frei et al., 2006) will increase the number and severity of the discharges. Secondly, sea level rise and the resulting increase of salinity intrusion into the sewers can degrade the performance of wastewater infrastructures, affecting gate and pump operations and advanced biological wastewater treatment procedures. The ability to jointly manage an entire urban drainage and treatment system, towards an efficient and environmental-friendly operation of these infrastructures in a climate-change context, is often limited by the lack of reliable real-time information. Existing information systems are frequently devoted to specific parts of the network, lacking synoptic and cross-domain data. In addition, data and prediction tools are usually focused on physical variables alone. Water quality information is, at best, supported by very simple modelling approaches and limited sensors. More often, this information is sparse and not organized to provide efficient command and control procedures, taking into account climate change effects in the various domains. Timely prediction and monitoring of environmental conditions, as well as anticipation of hazardous events, are essential parts of recreational waters management. Monitoring and forecasting platforms can provide the necessary information for safe and efficient economic activities, and the protection of valuable natural assets, including the preservation of ecosystems and recreational areas. To this end, an innovative, real-time, coupled urban and estuarine platform was developed to support the integrated water quality management of wastewater systems, from the upstream catchment to the receiving waters. The platform efficiently integrates the monitoring and modelling of the different physical and water quality processes from the catchment to the receiving waters, at the appropriate spatial and temporal scales. It provides real-time web access to on-line hydrodynamic and water quality monitoring networks and short-term model predictions, based on a coupled modelling system that includes relevant interactions between the urban drainage system and the receiving waters, automatically compared with available on-line network data. This innovative decision support tool for urban drainage systems management is organized to provide tailor-made, automatic services to support the major operation tasks, drilled-down to the necessary details for decision support.The forecasting engine behind the platform provides hydrodynamic and faecal contamination predictions in all components of the systems (drainage network, wastewater treatment plant and estuary), accounting for all interactions between them. Prediction models are forced by regional forecasts whenever possible, and by real-time data otherwise. The accuracy of the predictions is verified through continuous, automatic comparison with data from the innovative on-line monitoring network, including both physical and water quality sensors (Rodrigues et al., 2014). Based on the platforms data and model forecasts, an early-warning system is being proposed, supported by alert triggers both on the sewer network information and estuarine conditions. The system is being applied to the Lisbon demo, accounting for the impact of the combined sewage outfall from the Alcântara catchment on the Tagus estuary (David et al., 2014).
Year: 2014
Number Pages:
P18.
Author(s): Oliveira, A.; Rogeiro, J.; Jesus, G.; Fortunato, A. B.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Costa, J.; Mota, T.; Gomes, J. L.; Matos, R. S.
Keywords: Real-time monitoring and forecast platform to support early warning of faecal contamination in recreational waters
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RELATÓRIO DE ACTIVIDADES DA BOLSA DE INVESTIGAÇÃO PARA MESTRE (BI)
O projecto PAC:MAN é coordenado pela Doutora Anabela Oliveira (LNEC) e inclui uma equipa de investigadores do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (Instituição proponente), Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental e Universidade de Aveiro. Este projecto tem como objectivos investigar: (i) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; (ii) a capacidade e eficiência do sistema de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação de óleo na zona costeira; (iii) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; e (iv) o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorrência de derrames nas zonas costeiras. Na fase inicial do projecto foi feita a análise de dados in situ e de deteção remota para acidentes de poluição na plataforma continental Ibérica e zona costeira, para apoiar o desenvolvimento de indicadores de condições propícias à ocorrência de acidentes com embarcações que ultimamente poderão conduzir ao derrame de hidrocarbonetos. Estes indicadores foram validados para a Ria de Aveiro, a qual foi escolhida pela sua enorme importância ambiental e económica. Foi definido um conjunto de cenários, aos quais estão associados os resultados duma análise de vulnerabilidade local. Os cenários foram utilizados para avaliar a capacidade dos modelos detalhados de serem aplicados na análise de risco, e para desenvolver uma nova metodologia de prevenção deste tipo de riscos. Este sistema de modelação de derrames simula os processos relevantes em escalas adequadas e está acoplado com um sistema de modelação da circulação forçada conjuntamente por ondas, correntes e vento. A metodologia proposta será a base para um sistema inovador de alerta precoce que combina de modo eficiente as condições ambientais propícias à ocorrência de acidentes com previsões detalhadas do percurso e da transformação das plumas de poluentes. Este sistema de alerta irá alimentar um sistema de aviso, o qual será analisado em termos de eficiência e escalabilidade para números crescentes de utilizadores. Os dois sistemas serão ligados através de um sistema de gestão do risco, adaptado para derrames a partir de um sistema proposto na literatura. Esta infra-estrutura incluirá uma base de dados dos elementos físicos em risco e dos recursos de resposta à emergência, e será customizado para a análise de vulnerabilidade da Ria de Aveiro. O resultado final do projecto será uma nova metodologia de planeamento e resposta para riscos de poluição costeira genérica, baseada nas várias ferramentas e análises propostas.
Year: 2014
Number Pages:
p24.
Author(s): Epifânio, B.
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Relatorio dos trabalhos do projeto de investigação
Os impactos dos derrames acidentais das últimas décadas têm impulsionado o desenvolvimento e a implementação de diversas abordagens para planeamento e resposta à emergência de poluição dos meios aquáticos, incluindo sistemas de monotorização da poluição e sistemas de modelação. Os sistemas de gestão d risco, que foram aplicados com sucesso para tsunamis e inundações de rotura de barragens, podem ser usados para providenciar um enquadramento para riscos de poluição que permita a proteção eficaz dos recursos costeiros.Os objetivos do projeto PAC:MAN são investigar: 1) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; 2)a capacidade e eficiência de sistemas de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação do óleo na zona costeira; 3) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; 4) a capacidade dos sistemas de tecnologias de informação para integrar e disponibilizar informação ambiental relevante sobre os elementos ecológicos em risco; e 5) o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorr~encia de um derrame nas zonas costeiras.
Year: 2014
Number Pages:
p6.
Author(s): Boer, S.
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Estrutura Ecológica Nacional - Uma proposta de delimitação e regulamentação subsistema paisagem Água
N/A
Year: 2013
Number Pages:
68pp.
Author(s): Charneca, N.; David, L. M.
Editor: LNEC
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Criação e implementação de um sistema de monitorização no Litoral abrangido pela área de jurisdição da administração da região hidrográfica do Tejo
O presente relatório de progresso descreve o trabalho desenvolvido pelas equipas da Fundação da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FFCUL) e do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) durante o quinto semestre do projecto Consultoria para a Criação e Implementação de um Sistema de Monitorização do Litoral Abrangido pela Área de Jurisdição da ARH do Tejo. São descritas as acções levadas a cabo no âmbito das tarefas que decorreram durante o quinto semestre do projecto, bem como os entregáveis previstos para o final da quinta fase. Os entregáveis acompanham este relatório nos formatos previstos e de acordo com o descrito no relatório Metodologia e Cronograma de Trabalhos, de Novembro de 2010, com a actualização prevista no cronograma de Junho de 2012, entregue com o 4º Relatório de Progresso. Atendendo a que no decorrer do projecto poderá ser considerado vantajoso, para a prossecução dos objectivos a atingir, fazer pequenas adaptações ao plano de trabalhos e/ou ao cronograma, sempre que aplicável, no final da descrição da respectiva tarefa, apresentar-se-á uma proposta de actualização da metodologia e cronograma de trabalhos.
Year: 2012
Number Pages:
p104.
Author(s): Andrade, C.; Antunes, C.; Branquinho, C.; Marques, F.; Cabral, H; Silva, J.; Freitas, M. C.; Correia, O.; Redweik, P.; Taborda, R.; Rosa, T.; Brotas, V.; Carapuço, A.; Silva, A. P.; Pires, A. R.; Ribe
Editor: LNEC
Info
Sistema Inteligente de Apoio à Gestão Avançada de Sistemas Urbanos de Aguas Residuais
O projeto SI-Gea visa o desenvolvimento de um sistema de interface para a supervisão e apoio à decisão em tempo real de toda a informação relevante para a gestão de sistemas urbanos de águas residuais, incluindo águas pluviais, integrando coletores gravíticos, sistemas elevatórios e estações de tratamento, proveniente de redes de monitorização, de operação das redes e de sistemas de previsão em tempo real do desempenho das infraestruturas e da dinâmica dos meios recetores.
Year: 2012
Number Pages:
p34.
Author(s): Oliveira, A.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Jesus, G.; Rogeiro, J.; Costa, J.; Gomes, J. L.; Fernandes, J. P.; Matos, J. S.; Ferreira, F.; Póvoa, P.; David, C.; Santos, J. L.
Editor: LNEC
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dotProject - Breve Manual de Utilização
O dotProject é um Gestor de projectos baseado em tecnologia de Internet, de utilização livre e fácil de usar, que se espera possa vir a ser utilizado pelo Departamento de Hidráulica e Ambiente, para uma melhor gestão dos seus estudos, em particular o Programa de Investigação Programada para o quadriénio 2005-2008. Dadas as suas funcionalidades e o seu acesso gratuito via Internet, esta ferramenta foi a seleccionada e preparada para a Coordenação para servir de apoio à gestão do Estudo sobre a Localização do Novo Aeroporto de Lisboa. Embora a sua utilização não tenha sido a esperada, considera-se útil exemplificar as potencialidades do dotProject através do trabalho preparatório feito. Assim, neste manual, procura-se dar uma visão geral da aplicação, ilustrando-a com a instância criada naquele estudo.
Year: 2007
Number Pages:
35 pp..
Author(s): Santos, M. A.
Keywords: Gestão de projectos
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ICT
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Base de dados de qualidade de água Badaqua
N/A
Year: 1984
Author(s): Clímaco, M.; Santos, M. A.
Info
Utilização da Água na Indústria. Inquérito na Bacia Hidrográfica do Rio Ave (Water Use by Industry. A Survey in the Ave River Drainage Basin)
N/A
Year: 1984
Author(s): Santos, M. A.
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Memória
Info
Risk Analysis and Regional Characterization of Droughts
N/A
Year: 1988
Number Pages:
22.
Author(s): Correia, F. N.; Santos, M. A.; Rodrigues, R.
Info
Drought characterization and drought impacts in Portugal
N/A
Year: 1983
Author(s): Correia, F. N.; Santos, M. A.; Cunha, L. V.
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Outro
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PAC:MAN - Pollution accidents in coastal areas: a risk management system (ref. PTDC/AAC-AMB/113469/2009)
Os impactos dos derrames acidentais das últimas décadas têm impulsionado o desenvolvimento e a implementação de diversas abordagens para planeamento e resposta à emergência de poluição dos meios aquáticos, incluindo sistemas de monotorização da poluição e sistemas de modelação. Os sistemas de gestão d risco, que foram aplicados com sucesso para tsunamis e inundações de rotura de barragens, podem ser usados para providenciar um enquadramento para riscos de poluição que permita a proteção eficaz dos recursos costeiros.Os objetivos do projeto PAC:MAN são investigar: 1) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; 2)a capacidade e eficiência de sistemas de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação do óleo na zona costeira; 3) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; 4) a capacidade dos sistemas de tecnologias de informação para integrar e disponibilizar informação ambiental relevante sobre os elementos ecológicos em risco; e 5) o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorr~encia de um derrame nas zonas costeiras.
Year: 2014
Number Pages:
6pp.
Author(s): Boer, S.
Info
PAC:MAN - Pollution accidents in coastal areas: A risk management system (ref. PTDC/AAC-AMB/113469/2009)
Os impactos dos derrames acidentais das últimas décadas têm impulsionado o desenvolvimento e a implementação de diversas abordagens para planeamento e resposta à emergência de poluição e sistemas de modelação.Os sistemas de gestão de risco, que foram aplicados com sucesso para tsunamis e inundações de rotura de barragens, podem ser usados para providenciar um enquadramento para riscos de poluição que permita a proteção eficaz dos recursos costeiros. Os objetivos do projeto PAC:MAN são investigar:1) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames;2) a capacidade e eficiência de sistema de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação do óleo na zona costeira; 3) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; 4) a capacidade dos sistemas de tecnologias de informação para integrar e disponibilizar informação ambiental relevante sobre os elementos ecológicos em risco; 5)o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorrência de um derrame nas zonas costeiras.
Year: 2014
Number Pages:
6pp.
Author(s): Rogeiro, J.
Info
PAC:MAN Sistemas de gestão do risco de acidentes de poluição em zonas costeiras
O projecto PAC:MAN é coordenado pela Doutora Anabela Oliveira (LNEC) e inclui uma equipa de investigadores do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (Instituição proponente), Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental e Universidade de Aveiro. Este projecto tem como objectivos investigar: (i) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; (ii) a capacidade e eficiência do sistema de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação de óleo na zona costeira; (iii) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; e (iv) o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorrência de derrames nas zonas costeiras. Na fase inicial do projecto foi feita a análise de dados in situ e de deteção remota para acidentes de poluição na plataforma continental Ibérica e zona costeira, para apoiar o desenvolvimento de indicadores de condições propícias à ocorrência de acidentes com embarcações que ultimamente poderão conduzir ao derrame de hidrocarbonetos. Estes indicadores foram validados para a Ria de Aveiro, a qual foi escolhida pela sua enorme importância ambiental e económica. Foi definido um conjunto de cenários, aos quais estão associados os resultados duma análise de vulnerabilidade local. Os cenários foram utilizados para avaliar a capacidade dos modelos detalhados de serem aplicados na análise de risco, e para desenvolver uma nova metodologia de prevenção deste tipo de riscos. Este sistema de modelação de derrames simula os processos relevantes em escalas adequadas e está acoplado com um sistema de modelação da circulação forçada conjuntamente por ondas, correntes e vento. A metodologia proposta será a base para um sistema inovador de alerta precoce que combina de modo eficiente as condições ambientais propícias à ocorrência de acidentes com previsões detalhadas do percurso e da transformação das plumas de poluentes. Este sistema de alerta irá alimentar um sistema de aviso, o qual será analisado em termos de eficiência e escalabilidade para números crescentes de utilizadores. Os dois sistemas serão ligados através de um sistema de gestão do risco, adaptado para derrames a partir de um sistema proposto na literatura. Esta infra-estrutura incluirá uma base de dados dos elementos físicos em risco e dos recursos de resposta à emergência, e será customizado para a análise de vulnerabilidade da Ria de Aveiro. O resultado final do projecto será uma nova metodologia de planeamento e resposta para riscos de poluição costeira genérica, baseada nas várias ferramentas e análises propostas.
Year: 2014
Number Pages:
24pp.
Author(s): Epifânio, B.
Info
Risco e gestão de crises em vales a jusante de barragens
N/A
Year: 1998
Author(s): Quintela, A.; Pinheiro, A.; West, C.; Gamboa, M.
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